阻变式随机存储器的电极尺寸研究及交叉阵列集成应用

作     者：刘文风 

作者单位：东北师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐海阳

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：光刻工艺 阻变式随机存储器 导电细丝 电极尺寸 交叉阵列器件 

摘      要：近年来,存储器受到人们的广泛关注,并且在各种电子产品中得到了应用。存储器主要分为非易失性存储器和易失性存储器。在非易失性存储器中,阻变式随机存储器(RRAM)因其结构简单、读取速度快、功耗低、集成密度高等优点,逐渐成为研究的热点。在阻变式随机存储器中,基于导电细丝模型的电阻转换机制已经普遍被人们所接受,并且阻变式随机存储器中的导电细丝直径为纳米量级,具备高密度存储的潜力。在本论文中,我们分别制备和研究了基于活性金属阳离子迁移和氧离子迁移模型的两种阻变器件,同时对器件的集成做了一些探索的工作,包括电极尺寸的影响以及交叉阵列结构器件的研究。我们利用光刻技术和磁控溅射的方法制备了不同电极尺寸的Ag/Zn S/ITO和Pt/Ta2O5/ITO阻变器件,进一步研究了不同电极尺寸对阻变性能的影响,发现随着电极尺寸的减小,两种器件的高阻都有所增加,并且使器件开关比增大,而两种器件的低阻并没有随着电极尺寸发生明显的变化,验证了器件是一种导电丝的机制,导电细丝的通断是局域的,因此,RRAM器件更有利易于实现大规模的集成及高密度存储。同时我们利用光刻及磁控溅射的方法制备了Ag/Zn S/Au交叉阵列器件,并对其进行了高低阻循环及保持特性的测试,发现器件能够实现稳定的高低阻转换,并且具有较高的开关比。因此,这种Ag/Zn S/Au交叉阵列器件实现了非易失性阻变特性。